(57)【要約】【課題】  燃料電池収納ケースに配線された電源配線の隙間から、装置の内部に水分や燃料ガスが浸入することを防止した燃料電池内蔵装置を提供する。【解決手段】  燃料電池２を内蔵し、該燃料電池は電源用配線９を通して電気回路１１に接続され、燃料電池から供給される電力により動作する燃料電池内蔵装置であって、前記燃料電池２を密閉して収納する燃料電池収納ケース６と、該燃料電池収納ケース６を貫通して設けられた電源用配線９を通すための貫通孔１４と、該貫通孔１４の途中に設けられた空間部分８を有する燃料電池内蔵装置。空間部分８は、貫通孔と電源用配線の隙間から漏れ出した、燃料電池から発生した水分や燃料ガスを装置内部の電気回路に移動しない様にする。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池を内蔵し、該燃料電池は電源用配線を通して電気回路に接続され、燃料電池から供給される電力により動作する燃料電池内蔵装置であって、前記燃料電池を密閉して収納する燃料電池収納ケースと、該燃料電池収納ケースを貫通して設けられた電源用配線を通すための貫通孔と、該貫通孔の途中に設けられた空間部分を有することを特徴とする燃料電池内蔵装置。
【請求項２】
前記電源用配線は燃料電池から燃料電池収納ケースに設けられた貫通孔および空間部分を通り電気回路に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池内蔵装置。
【請求項３】
前記空間部分は、外気と通気する通気部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池内蔵装置。
【請求項４】
前記空間部分の内部に吸湿材を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池内蔵装置。
【請求項５】
前記空間部分の内部に燃料酸化触媒を有することを特徴とする請求項１、２または４に記載の燃料電池内蔵装置。
【請求項６】
燃料電池は、水素またはメタノールを燃料として動作することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの項に記載の燃料電池内蔵装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を内蔵した装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は水素やメタノールなどの燃料を酸素と電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接得るため、高い発電効率を有する。燃料電池の中でも、固体高分子膜燃料電池は、室温付近で動作させることができ、小型化にも適しており、ノートパソコンや携帯電話等の携帯機器用の電源として使用するものが考案されている。これは、アルカリ電池等の一次電池や、リチウムイオン電池等の二次電池の代わりに使うもので、装置内部に搭載して使用するものも提案されている（特許文献１および２）。
【０００３】
燃料電池は、燃料である水素またはメタノールと酸素の化学反応により電力を発生するが、化学反応の生成物として、水が発生する。このため、装置に内蔵して使用した場合、発生した水蒸気が装置の内部にたまり、結露するなどして、装置の信頼性などに悪影響を与えるために、その防止をする必要がある。また、燃料電池は水素やメタノールなどの燃料を発電時に使用する。これらの燃料は、燃料電池から外部に漏れることがないように、十分に安全な構造で燃料電池は作られている。
【０００４】
しかし、水素は可燃性ガスであり、メタノールも室温で容易に揮発し、可燃性ガスとなるため、ごくわずかな隙間からでも、漏れる可能性があり、不測の事態を想定して燃料が漏れたときの安全対策を二重・三重に施すことは重要な課題である。また、装置の内部には、電気回路があり、スイッチ類やリレー等の電気的接点が動作したとき発生する微小なスパークや、故障等で回路の一部が短絡してスパークが発生した場合、上記の可燃性ガスの発火源になる可能性がある。また、装置内部には、構造上、ガスが滞留しやすい個所がある場合も多く、装置の内部に、可燃性の燃料ガスが入らないように安全対策をとることは、特に重要な課題である。
【特許文献１】特開平９−２１３３５９号公報
【特許文献２】特開平１１−１８５７８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料電池を内蔵して動作する装置において、電気回路やその他の部品が収納されている装置部分（装置内部）に、燃料電池が発電したときに発生する水分が入ることを防止する方法は提案されている。例えば、万が一燃料が燃料電池から漏れたときに、装置内部に燃料が入らないようにするためには、燃料電池を、完全に仕切られた燃料電池収納ケース内に収納する方法がある。燃料電池収納ケースを、水分や燃料を透過しない材質で作っておけば、収納ケース内の水分や漏洩した燃料が装置内部に入ることを防ぐことができる。
【０００６】
しかし、装置内部の電気回路は、燃料電池から電源供給を受けるために、装置内部と燃料電池間で電源用配線を接続する必要がある。そのため、電源用配線を通す部分については、燃料電池収納ケースに配線用の孔を設ける必要がある。配線後、配線用の孔にできた隙間は、シール材等で塞ぐことができる。しかし、燃料電池を使用して長期間装置を動かした場合、シール材の劣化等でできた隙間から装置の内部に水分や燃料が入ると、故障や事故の原因となりうるため、対策を講ずることは重要な課題である。燃料として水素を利用した場合は、水素はごく僅かな隙間からでも漏れるので、特に対策が重要である。
【０００７】
特許文献１には、燃料電池を内蔵して動作する可搬用機器が開示されているが、燃料電池が発電したときに発生する水蒸気が装置内部に入ることに対する考慮が何らなされていない。また、燃料電池の不具合により燃料の水素が漏れた場合、装置内部に漏洩することを防止する方法についても、何ら考慮されていない。
【０００８】
特許文献２は、水素ガスボンベを備えた固体高分子型燃料電池システムに関する。そして、燃料電池の発電時の排空気中の水分が装置外面で結露をすることを防ぎ、さらに、発電時に未反応のまま残った水素による爆発の危険性を解消するために、酸化剤排出側に送風機を取り付けている。しかし、この方法では、送風機を取り付ける必要があるため、燃料電池を搭載した携帯用の小型装置に適用した場合、装置が大型化し、重量も重くなるという問題があった。
【０００９】
本発明では、上記課題を解決するためになされたもので、簡単な構造で、燃料電池収納ケースに配線された電源配線の隙間から、装置の内部に水分や燃料ガスが浸入することを防止した、信頼性と安全性の高い燃料電池内蔵装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記問題を解決するため、本発明による燃料電池内蔵装置は、燃料電池を内蔵し、該燃料電池は電源用配線を通して電気回路に接続され、燃料電池から供給される電力により動作する燃料電池内蔵装置であって、前記燃料電池を密閉して収納する燃料電池収納ケースと、該燃料電池収納ケースを貫通して設けられた電源用配線を通すための貫通孔と、該貫通孔の途中に設けられた空間部分を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は、燃料電池収納ケースに設けられた貫通孔の途中に空間部分を設けることにより、燃料電池収納ケースに配線された電源配線の貫通孔の隙間から、電気回路が設けられている装置内部に、燃料電池から漏れ出した水分や燃料ガスが浸入することを防止することができる。
【００１２】
また、本発明では、送風機など、特別な部品を取り付けることは不要なので、燃料電池内蔵装置の大型化や重量増加を最低限に抑えることがことができ、携帯用機器にも好適な、信頼性と安全性の高い燃料電池内蔵装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の装置は、燃料電池を内蔵し、該燃料電池は電源用配線を通して電気回路に接続され、燃料電池から供給される電力により動作する燃料電池内蔵装置である。好ましくは、燃料電池は該装置の内部に設けられた燃料電池を収納するための燃料電池収納ケースの中に収納され、装置の電気回路は電気回路収納部に収納される。そして、好ましくは、該燃料電池は電気回路収納部から隔離されるように燃料電池収納ケースに囲われている。好ましくは、該燃料電池収納ケースは、燃料電池の電源を電気回路収納部の電気回路に供給する電源用配線を通すための貫通孔を有し、該貫通孔の途中に空間部分が設けられている。
【００１４】
前記空間部分は、貫通孔と電源用配線の間のシールが劣化することにより貫通孔と電源用配線の隙間から漏れ出した、燃料電池から発生した水分や燃料ガスを収容しうる。その上で、かかる水分や燃料ガスを大気中に放出したり、または水分を吸湿材で回収し、燃料を酸化触媒で水にしたりして回収し、水分や燃料ガスが装置内部の電気回路に移動しない様にしうる。
【００１５】
前記電源用配線は、燃料電池から燃料電池収納ケースに設けられた貫通孔および空間部分を通り電気回路に接続されていることを特徴とする。
前記空間部分は、外気と通気する通気部を有することを特徴とする。
【００１６】
前記空間部分の内部に吸湿材を有することを特徴とする。
前記空間部分の内部に燃料酸化触媒を有することを特徴とする。
燃料電池は、水素またはメタノールを燃料として動作することを特徴とする。
【００１７】
本発明の燃料電池内蔵装置は、燃料電池を内蔵している装置であり、例えばデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノートパソコン、携帯電話等が挙げられる。
【実施例】
【００１８】
以下、実施例を示し本発明をさらに具体的に説明する。
実施例１
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
【００１９】
図１は、実施例１における燃料電池を内蔵した装置の斜視図である。本実施例では、燃料電池を内蔵した装置としてデジタルカメラを例にして説明する。図中、１はデジタルカメラ、２はデジタルカメラに内蔵されている燃料電池、３は空気取り入れ口、４は通気部、５はデジタルカメラに設けられているストロボである。空気取り入れ口３は、燃料電池が発電するときに必要となる空気を取り入れるためのものである。通気部４の機能については、後述の図２の説明で詳述する。
【００２０】
図２は、実施例１における燃料電池を内蔵した装置の内部を示す説明図である。図中、６は燃料電池収納ケース、７は燃料電池を収納している収納ケース内部である。燃料電池収納ケース６は、水蒸気や燃料（水素やメタノールなど）が透過しない材質で作製されている。燃料電池２は、燃料電池収納ケース６で完全に覆われて密閉されており、収納ケース内部７と、デジタルカメラの電気回路１１を収納している電気回路収納部１０とは、電源用配線９を通す貫通孔を除いて、完全に隔離される。
【００２１】
電源用配線９は燃料電池の電力を取りだすためのもので、燃料電池収納ケース６の側壁１３を貫通しており、燃料電池の電源を、電気回路収納部１０にある電気回路１１やストロボ５に接続している。電源用配線９を通すための貫通孔１４を燃料電池収納ケースにあけるとき、貫通孔の途中に、空間部分８を設ける。空間部分８の側面は通気部４により外気と通気するよう形成されている。通気部４は、空気が透過できるメッシュ状の材質で覆ったり、気体透過性の高分子膜で覆うなど、気体が透過できるように形成されていればどのような形式でもよい。
【００２２】
燃料電池収納ケースにあけられた貫通孔１４と、電源用配線との間に、シール材や構成材料の劣化など何らかの理由により隙間ができると、燃料電池収納ケース６内に発生した水分や、燃料電池の故障等で漏洩した燃料が、その隙間に拡散する。これらの水分や燃料は隙間を通り、貫通孔１４の途中に設けられた空間部分８にはいる。空間部分８は、通気部４で常に換気されており、収納ケース内部から拡散してきた水分や燃料は容易に空間部分から外気に拡散する。そのため、水分や燃料が、装置の電気回路部収納部１０まで拡散することを防ぐことができる。従って、電気回路収納部分が水分により劣化したり、燃料ガスによる発火を防ぐことができる信頼性と安全性の高い燃料電池内蔵装置を得ることができる。
【００２３】
実施例２
実施例１では、電源用配線を通すための貫通孔の途中に空間部分８を設け、さらに、その空間部分８に通気部４を設けることにより、収納ケース内部から拡散してきた水分や燃料ガスを空間部分８の部分で、通気部４から外気に拡散させた。このためには、貫通孔を装置の表面と近い位置に設ける必要があるが、装置の構造上、必ずしもこのように貫通孔を設けることができない場合もある。このような場合でも、本発明を実施することができる。この例を、実施例２で説明する。
【００２４】
実施例２も、実施例１と同様に、燃料電池内蔵のデジタルカメラを例にして説明する。実施例２におけるデジタルカメラの斜視図は、通気部４が無いことを除いて、実施例１と同じである。
【００２５】
図３は、実施例２における燃料電池を内蔵した装置の内部を示す説明図である。図中、実施例１と同じ構成要素には同じ番号を振っており、説明を省略する。図中、１２は実施例２における空間部分であり、実施例１と異なり、通気部４は有していないが、その代わりに、空間部分１２の内部には、吸湿材、燃料酸化用触媒が充填されている。吸湿材は、吸湿性高分子など水分を吸湿し保持するものならどのようなものでもよい。また、燃料酸化用触媒はパラジウムや白金など、燃料を室温下で酸化する触媒で、発火しないように充分温和な条件下で酸化するように分量等が調整されている。吸湿材や燃料酸化用触媒は通常使用されているものを用いることができる。
【００２６】
燃料電池収納ケースに開けられた貫通孔と、電源用配線との間に、シール材や構成材料の劣化など何らかの理由により隙間ができると、燃料電池収納ケース（収納ケース内部）内に発生した水分や、燃料電池の故障等で漏洩した燃料が、その隙間に拡散する。これらの水分や燃料は隙間を通り、貫通孔の途中に設けられた空間部分にはいる。空間部分は、吸湿材、燃料酸化用触媒で充填されているため、空間部分に拡散により入ってきた水分は、吸湿材で保持され、燃料は燃料酸化触媒で酸化された後、反応の結果発生した水は吸湿材に保持される。そのために、水分や燃料が、装置の電気回路部収納部１０まで拡散することを防ぐことができる。従って、電気回路収納部分が水分により劣化したり、燃料ガスによる発火を防ぐことができる信頼性と安全性の高い燃料電池内蔵装置を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明の燃料電池内蔵装置は、燃料電池収納ケースに設けられた貫通孔の途中に、空間部分を設けるものである。それにより、燃料電池収納ケースに配線された電源配線の貫通孔の隙間から、電気回路が設けられている装置内部に、燃料電池から漏れ出した水分や燃料ガスが浸入することを防止することができる。したがって、本発明の燃料電池内蔵装置は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノートパソコン、携帯電話等に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１における燃料電池を内蔵した装置の斜視図である。
【図２】実施例１における燃料電池を内蔵した装置の内部を示す説明図である。
【図３】実施例２における燃料電池を内蔵した装置の内部を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  デジタルカメラ
２  燃料電池
３  空気取り入れ口
４  通気部
５  ストロボ
６  燃料電池収納ケース
７  収納ケース内部
８  空間部分
９  電源用配線
１０  電気回路収納部
１１  電気回路
１２  空間部分
１３  側壁
１４  貫通孔
【図１】
2007073255.tif 000003
【図２】
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【図３】
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